譚 杰， 孔凡磊， 曾 暉， 袁繼超*

(1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川溫江 611130; 2農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川溫江 611130;3簡陽市農(nóng)業(yè)局，四川簡陽 641400)

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川中丘陵春玉米適宜鉀肥用量研究

譚 杰1, 2， 孔凡磊1, 2， 曾 暉3， 袁繼超1, 2*

(1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川溫江 611130; 2農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川溫江 611130;3簡陽市農(nóng)業(yè)局，四川簡陽 641400)

【目的】采用兩年田間定位試驗，探討施鉀量對川中丘陵春玉米產(chǎn)量、 鉀素吸收和利用特性的影響規(guī)律，以期為川中丘陵高產(chǎn)春玉米的鉀肥管理提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā恳哉t505為試驗材料，在施N 225 kg/hm2、 P2O590 kg/hm2的基礎(chǔ)上,設(shè)置5個施鉀量(K2O)處理，分別為0、 45、 90、 135、 180 kg/hm2，每個處理3次重復(fù)，完全隨機區(qū)組設(shè)計。在玉米大喇叭口期、 吐絲期、 灌漿期(吐絲后21天)和成熟期采集植株樣品，測定干物質(zhì)積累量和器官含鉀量，并計算植株鉀積累量、 鉀素利用和轉(zhuǎn)運，在玉米成熟期測定玉米產(chǎn)量。【結(jié)果】隨施鉀量的增加春玉米產(chǎn)量、 鉀素農(nóng)學(xué)利用率先升高后逐漸降低，鉀生理效率、 鉀素利用效率和鉀素當季回收率隨施鉀量的增加呈降低趨勢，鉀素吸收效率、 鉀肥偏生產(chǎn)力隨施鉀量的增加顯著降低，增施鉀肥對鉀素收獲指數(shù)影響不顯著。通過二次曲線模擬，在施鉀量為K2O 96.1 kg/hm2時玉米產(chǎn)量最高，達到最高產(chǎn)量時，每生產(chǎn)100 kg玉米籽粒需吸收K2O 1.55 kg。玉米植株對鉀素的吸收主要在吐絲之前，其吸收量占全生育期總量的72.7%88.9%，灌漿初期也仍有較大量的吸收積累; 籽粒中的鉀素大部分來源于營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)移，施用鉀肥促進了鉀素向籽粒的轉(zhuǎn)運。【結(jié)論】本試驗條件下，川中丘陵春玉米施K2O為90 kg/hm2左右時，可獲得較高鉀肥利用率，并獲得高產(chǎn)。

川中丘陵; 春玉米; 施鉀量; 產(chǎn)量; 鉀素利用效率

鉀是玉米生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素之一，與氮、 磷等元素最大的不同在于鉀不參與植物體內(nèi)的組織構(gòu)成，但對酶的激活、 蛋白質(zhì)合成、 物質(zhì)運輸、 滲透調(diào)節(jié)及抗逆等生理過程都有重要影響[1]，具有重要的生物物理和生物化學(xué)功能[2]。土壤中鉀素含量一般為1%3%，雖然顯著高于氮和磷，但絕大部分不能被當季植物吸收利用，植物可吸收的有效鉀含量一般不超過全鉀量的2%[3-4]。隨著主要農(nóng)作物高產(chǎn)品種的應(yīng)用和多年來集約化種植使復(fù)種指數(shù)不斷提高，土壤供鉀量顯著降低，全國大約1/4 1/3的耕地缺鉀或嚴重缺鉀[5]，加上長期以來生產(chǎn)中重施氮肥和磷肥、 少施或不施鉀肥，玉米栽種區(qū)缺鉀面積不斷擴大; 另一方面，生產(chǎn)中又存在著鉀肥施用不平衡，肥料利用率較低的現(xiàn)象，引起鉀肥資源的浪費[6]。因此提高鉀肥的吸收利用效率是緩解資源短缺、 節(jié)約資源的重要途徑[7]。因而，進行鉀肥適宜用量研究，對實現(xiàn)玉米優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)具有重要意義。

有關(guān)施鉀對玉米產(chǎn)量， 鉀素積累、 運轉(zhuǎn)及鉀肥利用率的影響雖有較多研究[8-14]，但絕大多數(shù)集中在北方地區(qū)，未見西南地區(qū)尤其是川中丘陵的相關(guān)報道。春玉米是川中丘陵主要的種植作物，近些年來由于品種改良和栽培技術(shù)改進，產(chǎn)量雖有所提高，但該地區(qū)玉米施肥整體仍呈高氮低鉀的現(xiàn)狀[15]，限制了玉米產(chǎn)量的進一步提高。本研究通過設(shè)置不同的施鉀水平試驗，研究了施鉀量對川中丘陵春玉米產(chǎn)量及鉀素吸收利用效率的影響，以期為川中丘陵高產(chǎn)春玉米的鉀肥管理提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗設(shè)計

試驗于2013年和2014年在簡陽市蘆葭鎮(zhèn)英明村進行。土壤類型為紫色土，0—20 cm土層兩年的土壤基礎(chǔ)肥力狀況分別為: 有機質(zhì)9.87 g/kg、 10.12 g/kg，全氮1.05 g/kg、 0.97 g/kg，堿解氮63.14 mg/kg、 67.42 mg/kg，速效磷9.13 mg/kg、 14.23 mg/kg，速效鉀50.37 mg/kg、 55.46 mg/kg，pH值7.92、 7.56，氮、 磷屬于中等水平，鉀屬于較低水平; 生長期內(nèi)兩年的氣候條件分別為: 降水量649.80 mm、 612.47 mm，平均氣溫23.64 ℃、 24.16 ℃，日照時數(shù)487.00 h、 523.43 h。

試驗以四川省農(nóng)業(yè)廳推薦的主導(dǎo)品種正紅505為材料，設(shè)施鉀量(K2O)為0、 45、 90、 135、 180 kg/hm25個水平，分別用K0、 K45、 K90、 K135、 K180表示，所用鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，每個處理氮、 磷用量相同，施N 225 kg/hm2、 P2O590 kg/hm2，磷肥在播種前全部施入，氮肥和鉀肥分別在播種和大喇叭口期按1 ∶1的比例在窄行中開溝施入。種植密度為50000 plant/hm2，1.5 m + 0.5 m寬窄行種植，小區(qū)面積24 m2，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。2013年4月3日和2014年4月1日足墑播種，全生育期無灌溉，生育期內(nèi)田間管理按當?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進行，及時防治病蟲、 草害，8月2日和7月29日收獲。

1.2測定項目和方法

每小區(qū)分別于大喇叭口期、 吐絲期、 灌漿期(吐絲后21天)和成熟期在取樣區(qū)采集長勢均勻一致的地上部整株，每次每個小區(qū)均重復(fù)取樣8株，于105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱重后用粉碎機粉碎混勻后密封保存待測。植株全鉀含量用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度計法測定。

基礎(chǔ)土壤樣品經(jīng)自然風干后，分別過20目和60目篩，充分混勻后待測。有機質(zhì)用重鉻酸鉀氧化—外加熱法; 土壤全氮用開氏法; 堿解氮用堿解擴散法; 速效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬藍比色法; 速效鉀采用1 mol/L NH4OAc浸提—火焰光度計法測定[16]。

成熟時每小區(qū)選取生長一致的20個果穗進行考種，考察穗行數(shù)、 行粒數(shù)、 千粒重，其余果穗實收計產(chǎn)。

1.3相關(guān)參數(shù)計算[17-19]

植株鉀素積累量(KAA，kg/hm2)=單株干重(kg/plant)×種植密度(plant/hm2)×單株含鉀量(%);

鉀生理效率(KPE，kg/kg)=生物量(kg/hm2)/植株鉀素累積量(kg/hm2);

鉀素利用效率(KUTE，kg/kg)=經(jīng)濟產(chǎn)量(kg/hm2)/植株鉀素累積量(kg/hm2);

鉀收獲指數(shù) (KHI，%)=籽粒中鉀積累量(kg/hm2)/植株鉀素累積量(kg/hm2)×100;

鉀素吸收效率(KUPE，kg/kg)=植株鉀素累積量(kg/hm2)/施鉀量(kg/hm2);

鉀肥農(nóng)學(xué)利用率(KAE，kg/kg)=[施鉀區(qū)籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)-不施鉀區(qū)籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)]/施鉀量(kg/hm2);

鉀肥當季回收率(KRE，%)=[施鉀處理成熟期植株鉀積累量(kg/hm2)-不施鉀處理成熟期植株鉀積累量(kg/hm2)]/施鉀量(kg/hm2)×100;

鉀肥偏生產(chǎn)力(KPFP，kg/kg)=施鉀區(qū)產(chǎn)量(kg/hm2)/施鉀量(kg/hm2);

營養(yǎng)器官鉀素轉(zhuǎn)運量(KTA，kg/hm2)=吐絲期營養(yǎng)器官鉀素積累量(kg/hm2)-成熟期營養(yǎng)器官鉀素積累量(kg/hm2);

鉀素轉(zhuǎn)運率(KTE，%)=營養(yǎng)器官鉀素轉(zhuǎn)運量(kg/hm2)/吐絲期營養(yǎng)器官鉀素積累量(kg/hm2)×100;

鉀素轉(zhuǎn)運貢獻率(KCP，%)=營養(yǎng)器官鉀素轉(zhuǎn)運量(kg/hm2)/成熟期籽粒鉀素積累量(kg/hm2)×100;

百千克籽粒需鉀量(K absorption of 100 kg grain，kg)=植株總吸鉀量(kg/hm2)/玉米產(chǎn)量(kg/hm2)×100。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Microsoft Excel和SPSS 13.0軟件，將兩年的數(shù)據(jù)平均后采用LSD法(最小顯著差異法) 進行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1施鉀量對玉米干物質(zhì)積累的影響

適宜的鉀肥用量對玉米地上部干物質(zhì)積累具有重要的促進作用(表1)，在大喇叭口期，玉米干物質(zhì)積累量隨施鉀量的增加而增加，但增幅逐漸縮小，以K180處理(180 kg/hm2)干物質(zhì)積累量最高，兩年趨勢一致。大喇叭口期，K45、 K90、 K135、 K180處理兩年平均，分別較對照(K0)增加10.1%、 26.9%、 33.8%和37.3%。吐絲以后，玉米地上部干重則隨施鉀量的增加而先增后降，以K90處理最高，吐絲期、 灌漿期和成熟期K90處理兩年平均，分別較對照(K0)增加17.1%、 32.4%和19.6%。施鉀量超過K90處理后干物質(zhì)積累量開始下降，表明過多施用鉀肥并不能促進玉米生育后期干物質(zhì)的積累，因此鉀肥用量要適宜。

表1　不同施鉀量對玉米植株地上干物重的影響 (t/hm2)

注(Note): 結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years; 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

2.2施鉀量對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

鉀肥不僅影響玉米的干物質(zhì)積累，也影響最終的籽粒產(chǎn)量，處理間差異達到顯著水平(表2)。玉米籽粒產(chǎn)量與中后期的干物質(zhì)積累變化規(guī)律一樣，也隨施鉀量的增加而先增后降，以K90處理產(chǎn)量最高，2013年和2014年分別比對照(K0)增產(chǎn)737.3 kg/hm2和800.1 kg/hm2，增幅分別為8.4%和9.2%。過量施鉀產(chǎn)量并未隨之提高，反而有所下降，2013年和2014年的K180處理較最高產(chǎn)量(K90處理)分別下降了6.7%和6.8%。通過二次曲線(Y=a+bx-cx2)模擬產(chǎn)量和施鉀量的關(guān)系，得出2013年和2014年一元二次鉀肥效應(yīng)方程為Y=8691.9572+12.5575X-0.065303X2(R2=0.7410**)和Y=8690.7339+13.5201X-0.071116X2(R2=0.7516**)?？梢钥闯?，兩年的玉米產(chǎn)量均隨著鉀肥施用量的增加而呈開口向下的拋物線變化規(guī)律增減，在施鉀量分別為96.2和95.1 kg/hm2時玉米達到最高產(chǎn)量9295.6和9333.3 kg/hm2。

式中：Q0為進入汽輪機的總熱量，kJ/h；Pt為汽輪機的理想內(nèi)功率，kJ/h，表示蒸汽等熵膨脹時的理想焓降產(chǎn)生的功率；Pi為汽輪機的實際內(nèi)功率，kJ/h，表示蒸汽實際焓降全部轉(zhuǎn)換成的機械功；Pe為機組負荷，MW；Pm為汽輪機的軸端功率，MW。

適宜的鉀肥用量促進了灌漿結(jié)實，增加了穗粒數(shù)，提高了千粒重，增加產(chǎn)量。K90處理穗粒數(shù)和千粒重兩年平均，分別較對照(K0)提高5.2%和5.6%。由此可見鉀肥對千粒重的影響較大，其次為穗粒數(shù)。就穗粒數(shù)的構(gòu)成而言，適宜的鉀肥既可以提高穗行數(shù)，也能提高行粒數(shù)，兩年試驗結(jié)果一致。

表2　不同施鉀量玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

注(Note): 結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years; 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

2.3鉀肥水平對玉米植株含鉀量的影響

在玉米生長的中后期，隨著生育進程的推進，植株的鉀含量逐漸降低，兩年試驗結(jié)果一致。在大喇叭口期、 吐絲期、 灌漿期和成熟期，所有處理兩年平均，全株(地上部)的 鉀含量分別為2.4%、 1.7%、 1.1%和0.8%，成熟期只有大喇叭口期的約1/3，吐絲期的約1/2。其中以生殖器官的含鉀量下降幅度最大，營養(yǎng)器官下降幅度相對較小，成熟期雄穗、 雌穗、 葉片的鉀含量分別約是其吐絲期的1/7、 1/4和1/2，莖鞘成熟期的含鉀量與吐絲期差異不大，但較大喇叭口期降低了約50%。

鉀肥水平對各時期各器官的含鉀量均有不同程度影響(表3)。總體而言，各器官和全株的含鉀量均隨鉀肥水平的提高而增加，以K180處理最高，其中對營養(yǎng)器官的影響較大，特別是莖鞘，對生殖器官的影響相對較小。成熟期K45、 K90、 K135、 K180

表3　不同施鉀量時玉米不同生育時期各器官含鉀量 (%)

注(Note): 結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years; 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

處理兩年平均，與對照(K0)相比，莖鞘的含鉀量分別提高24.5%、 29.7%、 27.4%、 43.5%，葉片的含鉀量分別提高9.2%、 24.1%、 19.7%、 29.0%，全株含鉀量相應(yīng)地分別提高12.4%、 15.9%、 19.1%、 25.4%。

2.4鉀肥水平對玉米植株鉀積累量的影響

由于鉀肥水平既影響玉米植株的含鉀量，也影響其干物質(zhì)積累，因而顯著影響各時期植株的鉀素積累量(表4)。在吐絲以前，植株的鉀積累量隨鉀肥水平的增加而提高，以K180處理最高，但吐絲以后則隨鉀肥水平的提高而先增加后略降低，以K90處理最高，這是因為植株體內(nèi)的含鉀量雖然隨施鉀量的增加而增加(表3)，但K90處理的干物質(zhì)積累量卻最高(表1)，表明鉀肥用量并不是越多越好。

表4　不同施鉀量玉米植株鉀積累量 (kg/hm2)

注(Note): 結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years; 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

2.5施鉀量對鉀素利用率的影響

鉀素利用率可用鉀生理效率(反映作物吸收鉀量對生物量的貢獻)、 鉀素利用效率(反映作物吸收鉀量對籽粒產(chǎn)量的貢獻)和鉀收獲指數(shù)(反映鉀素在植株營養(yǎng)器官與生殖器官間的分配)等指標表征[20]。從表5可以看出，隨施鉀量的增加，鉀生理效率、 鉀素利用效率和鉀肥當季回收率呈降低趨勢，而對鉀素收獲指數(shù)影響不顯著。鉀素吸收效率、 鉀肥偏生產(chǎn)力均隨施鉀量的增加顯著降低，K45處理顯著高于其他處理。鉀素農(nóng)學(xué)利用率隨施鉀量的增加呈先升高后逐漸降低的趨勢，以K90處理鉀素農(nóng)學(xué)利用率最高，2013年和2014年分別約是K180處理的7倍和10倍。并且，鉀素農(nóng)學(xué)利用率在K180出現(xiàn)了近零值，表明過量施鉀降低花后鉀素從營養(yǎng)器官向籽粒的轉(zhuǎn)移。綜上說明適量施鉀有助于植株對鉀素的吸收(表5)。

2.6施鉀量對鉀素轉(zhuǎn)運的影響

吐絲前營養(yǎng)器官鉀素轉(zhuǎn)運量、 鉀素轉(zhuǎn)運率、 鉀素轉(zhuǎn)運貢獻率均隨施鉀量的增加呈降低的趨勢，兩年試驗結(jié)果基本一致(表6)。K180處理兩年平均，營養(yǎng)器官鉀素轉(zhuǎn)運量、 鉀素轉(zhuǎn)運率和鉀素轉(zhuǎn)運貢獻率較出現(xiàn)最大值的處理K45分別下降88.4%、 88.1%和88.0%。籽粒吸鉀量隨施鉀量的增加小幅提高，但增幅隨鉀肥使用量增加而逐漸減小，說明籽粒吸鉀量達到一定程度后，鉀素供應(yīng)的增加不會進一步提高玉米籽粒對鉀的吸收(表6)。以上表明，適量施用鉀肥能促進各營養(yǎng)器官鉀素的轉(zhuǎn)運量及轉(zhuǎn)運率，滿足了鉀循環(huán)的需要，這將使植株獲得充足的鉀素營養(yǎng)，有益于葉片的光合作用和滲透勢的調(diào)節(jié)，且顯著提高了對玉米籽粒鉀素的貢獻率，從而提高了產(chǎn)量。

表5　施鉀量對玉米鉀素利用的影響

注(Note): KPE—K physiological efficiency; KUTE—K utilization efficiency; KHI—K harvest index; KUPE—K uptake efficiency; KAE—K agronomy efficiency; KRE—K recovery efficiency; KPFP—K partial factor productivity．結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years; 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

表6　不同施鉀量玉米營養(yǎng)器官鉀素向籽粒的轉(zhuǎn)運及對籽粒鉀的貢獻率

注(Note): 結(jié)果為兩年的平均值 The data is average of two years. 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different small letters in the same column are significantly different at the 5% level．

3　討論

3.1施鉀量對玉米產(chǎn)量的影響

玉米施肥要能夠滿足玉米植株生長發(fā)育及產(chǎn)量形成對各種營養(yǎng)的需求，使玉米植株健壯生長，達到高產(chǎn)。研究[20-23]表明，施肥量和產(chǎn)量之間并不是完全呈正比關(guān)系，超量施肥和施肥不足均不能獲得最佳產(chǎn)量。譚德水等[21]研究指出，連續(xù)13年的長期施鉀可以提高東北地區(qū)黑土、 草甸土上的玉米產(chǎn)量。本試驗條件下，施鉀使玉米產(chǎn)量增加了1.2%9.2%，較前人研究結(jié)果[20, 22]稍低。王宜倫等[20]在河南潮土上的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，施肥具有增產(chǎn)效應(yīng)，增產(chǎn)幅度為4.68%14.35%，佟玉欣等[22]在黑龍江黑鈣土上得到的增產(chǎn)幅度為7.0%14.0%，這可能是受南北地域環(huán)境、 土壤肥力、 土壤類型、 氣候及品種等因素的影響。左啟華等[23]研究結(jié)果表明，鉀肥還可以顯著提高飼用玉米的生物學(xué)產(chǎn)量，增產(chǎn)5.3%27.7%，本研究結(jié)果與之基本一致。本研究還表明，玉米干物質(zhì)積累量和籽粒產(chǎn)量隨施鉀量的增加并未持續(xù)增加，而表現(xiàn)為先增后減的變化趨勢，這與前人研究結(jié)果[9, 24-25]基本相符。相關(guān)研究表明，葉片光合作用是作物干物質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，可以認為玉米的干物質(zhì)積累全部來自于葉片[26]。適量施用鉀肥可促進葉片葉綠素的合成和穩(wěn)定[27]，有利于葉綠體中類囊體的形成[28]，改善葉綠體結(jié)構(gòu)及功能，提高葉綠素a，葉綠素b及葉綠素總量，延緩葉綠體降解與破壞，顯著提高葉綠體的Hill反應(yīng)及光合磷酸化活力，促進二氧化碳在低濃度、 弱光條件下進行光合作用，使作物更有效地利用太陽能[29-30]，K+的存在還有利于保持光照下葉綠體及類囊體的跨膜質(zhì)子梯度，并使葉綠體基質(zhì)保持CO2同化所需的較高的pH值，促進了光合磷酸化及CO2的同化[31]，從而提高玉米干物質(zhì)積累量。適量施用鉀肥還可通過增加穗行數(shù)、 行粒數(shù)和穗粒重從而使穗粒數(shù)和千粒重增加[5, 11, 20, 25]，進而提高玉米籽粒產(chǎn)量。但施用鉀肥也并非越多越好，施鉀過量會造成葉片的葉綠素含量下降[32]，葉片的光合持續(xù)期縮短[33]，光合效率降低[34-35]，還會降低作物對氮磷元素的吸收量[36-38]，阻礙作物的生長發(fā)育，而且過量施用鉀肥可能影響土壤中交換性K+/(Ca2++Mg2+)的正常比值，造成玉米吸鉀過多，使玉米吸收K+和Ca2++Mg2+的比例失調(diào)，影響玉米灌漿過程[39]，最終導(dǎo)致干物質(zhì)積累量和籽粒產(chǎn)量下降。

3.2施鉀量對玉米鉀素利用的影響

玉米鉀素利用效率的高低對玉米植株生長發(fā)育及高效株型的形成具有重要的影響。鉀吸收利用效率的提高有利于形成合理的生育群體和高效株型，為玉米的高效生產(chǎn)奠定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，另一方面則有利于玉米養(yǎng)分運轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)分配，從而為玉米產(chǎn)量的提高奠定生理基礎(chǔ)。農(nóng)學(xué)利用率、 吸收效率和肥料的偏生產(chǎn)力都是表示養(yǎng)分利用率的常用定量指標，可以從不同的側(cè)面描述作物對肥料的利用率[40]。本研究表明，鉀肥偏生產(chǎn)力隨施鉀量的增加而顯著下降，在施鉀肥量為90 kg/hm2時，玉米產(chǎn)量達到最高水平，鉀肥農(nóng)學(xué)利用率也最高。

籽粒中的養(yǎng)分，一部分源于根系直接吸收，一部分源于營養(yǎng)器官的養(yǎng)分再轉(zhuǎn)移。何萍等[12]研究發(fā)現(xiàn)，玉米鉀素與氮、 磷的積累不同，其吸收主要在生育進程的中前期進行，到灌漿期已積累了總量的82.8%95.5%，此后僅有少量吸收。李颯等[41]也指出，玉米對鉀素的吸收主要在吐絲前完成，吐絲后鉀素累積速率明顯下降。李文娟等[9]的研究結(jié)果顯示，籽粒中52.4%100%的鉀依賴于營養(yǎng)體的轉(zhuǎn)運。本研究結(jié)果表明，川中丘陵春玉米吐絲前吸收鉀素量占全生育期總量的72.7%88.9%，鉀素的吸收主要在吐絲前，灌漿初期也仍有較大量的吸收積累，而成熟籽粒中的鉀素主要來源于營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)移。

3.3施鉀量對籽粒鉀素吸收量的影響

隨著生產(chǎn)水平的提高，玉米植株對養(yǎng)分的吸收利用和分配會發(fā)生較大的變化，以往的研究多集中在氮素的需求上[14]，缺乏對鉀素的深入研究。人們通常認為，每生產(chǎn)100 kg玉米籽粒，需要的N ∶P2O5∶K2O為3 ∶1 ∶3[42]，而何萍和金繼運[12]研究指出，玉米每生產(chǎn)100 kg籽粒需要N 1.954 kg、 P 0.376 kg、 K 1.390 kg。本研究中就2013年和2014年的春玉米最高產(chǎn)量而言，每生產(chǎn)100 kg玉米籽粒需吸收K2O 分別為1.460 kg和1.638 kg。

本研究所用品種“正紅505”為四川省農(nóng)業(yè)廳推薦的目前川中丘陵應(yīng)用面積最大的品種之一，在同一地點進行了兩年定位試驗，所得結(jié)果對指導(dǎo)該品種在類似氣候土壤生態(tài)區(qū)的高產(chǎn)栽培有重要意義。該品種在其他生態(tài)區(qū)和其他品種在本生態(tài)區(qū)的鉀肥利用特性尚需進一步研究。

4　結(jié)論

本研究表明，合理施用鉀肥能有效促進玉米植株對鉀素的吸收，增加花前各營養(yǎng)器官貯存的鉀素向籽粒的再轉(zhuǎn)運，提高轉(zhuǎn)運量、 轉(zhuǎn)運率、 轉(zhuǎn)運貢獻率及鉀利用效率，從而提高玉米產(chǎn)量。綜合考慮玉米籽粒產(chǎn)量、 鉀吸收利用特性、 生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益等因素，本試驗條件下川中丘陵春玉米推薦的鉀肥施用量應(yīng)該在90 kg/hm2左右。

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The suitable potassium fertilizer rate in spring maize in hilly area of central Sichuan Basin, China

TAN Jie1, 2， KONG Fan-lei1, 2， ZENG Hui3， YUAN Ji-chao1, 2*

(1CollegeofAgronomy,SichuanAgriculturalUniversity,Wenjiang611130,China;2KeyLaboratoryofCropPhisiology,EcologyandFarmingSysteminSouthwestChina,MinistryofAgricultureofChina,Wenjiang611130,China; 3JianyangMunicipalBureauofAgriculture,Jianyang,Sichuan641400,China)

【Objectives】 A field experiment was conducted for two consecutive years (2013 and 2014) to study the suitable potassium application rate for high grain yield and potassium (K) use efficiency, to provide a scientific basis for K management in spring maize production in the hilly area of central Sichuan Basin, China. 【Methods】 A spring maize cultivar Zhenghong 505 was used, and a randomized complete block experiment was conducted with five K2O application rates of 0, 45, 90, 135 and 180 kg/hm2, in the base of application of N 225 kg/hm2and P2O590 kg/hm2, respectively. Plant samples were collected in big trumpet period, silking stage, filling stage, mature stage for the determination of plant dry weight and K contents. The plant K accumulation, K translocation and use efficiency were calculated.【Results】As applied K increasing from 0 to 180 kg/hm2, the grain yield and the agronomic efficiency of K increased first, then gradually decreased; the K physiological efficiency and K recovery efficiency decreased. The K uptake efficiency, K fertilizer efficiency and partial factor productivity reduced significantly except K harvest index. According to the simulated results, the maximum grain yield of maize would be obtained in K2O application rate of 96.1 kg/hm2. For production of 100-kilogram grain, it needs to absorb K2O of 1.55 kg. K was mainly absorbed before silking stage, the percentage was 72.7%-88.9% of total K uptake, in early filling stage there was still a relatively high absorption and accumulation. Most K in grains came from transfer from nutritive organ, and higher application of potassium fertilizer resulted in higher potassium transfer to grains.【Conclusions】 Under the experimental condition, the optimal K fertilizer rate was K2O 90 kg/hm2for high yield and high K use efficiency.

hilly area of central Sichuan Basin; spring maize; K application rate; grain yield; K use efficiency

2014-10-13接受日期: 2015-03-12

國家科技支撐計劃項目(2012BAD04B13-2)資助。

譚杰(1990—)， 男， 重慶萬州人， 碩士研究生， 主要從事作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培理論與技術(shù)研究。 E-mail: tanjie8986@163.com

E-mail: yuanjichao5@163.com

S513.062

A

1008-505X(2016)03-0838-09